• Tidak ada hasil yang ditemukan

bab 6 sirkulasi atmosfer 1

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2018

Membagikan "bab 6 sirkulasi atmosfer 1"

Copied!
80
0
0

Teks penuh

(1)
(2)

Tujuan Insktruksional Khusus

Setelah mengikuti materi ini, mahasiswa

mampu mengemukakan secara deskriptif

(3)

Sub-Pokok Bahasan

Skala Gerak Atmosfer

Konsep “Differential Heating”Konsep Sirkulasi Thermal

(4)
(5)

Skala Gerak Atmosfer

Ukuran

Skala

Nama

Lebih dari 20.000 km Makro- Skala Planeter

2.000 – 20.000 km Makro- Skala Sinoptik

200 – 2.000 km Meso- Skala Meso

20 – 200 km Meso- Skala Meso

2 – 20 km Meso- Skala Meso

200 m – 2 km Mikro- Turbulensi di lapisan-batas

atmosfer

20 – 200 m Mikro- Turbulensi di sub-lapisan

(6)

Skala Meteorologi Skala pengukuran

Fenomena yang terkait Skala Rincian Horizontal Vertikal

Skala mikro Mikro-

Mikro-

200 m – 2 km

20 m – 200 m Permukaan – 100 m

- turbulensi kecil

- laju penurunan suhu

permukaan

- efek gesekan - boundary layer - efek topografi

Skala meso (antar stasiun cuaca)

Beberapa jam – beberapa hari

1 km -100 km (kota kecil, kota besar, pengendalian polusi udara)

Permukaan - 1 km

- turbulensi besar, - angin darat – angin

laut

- urban heat island - angin

lembah-gunung

Negara dan benua

(100-5000 km*) Permukaan - 15 km

- sistem badai

- pembentukan awan, - front

- siklon-antisiklon

Skala Makro Beberapa hari – 100 km -

SKALA GERAK ATMOSFER

(7)

Skala Gerak Atmosfer

(8)

Skala Gerak Atmosfer

Skala waktu [T] untuk berbagai fenomena

dapat ditentukan oleh skala horizontal [L] melalui relasi

Dengan a = 1 det/m

(9)

Soal -1

Tentukan skala waktu untuk

a. Turbulen skala mikro berdiameter 1 meter. b. Tornado dengan radius angin sekitar 100 meter

(10)
(11)

Differential Heating

Sirkulasi global (sirkulasi umum)

dikendalikan oleh keseimbangan

antara incoming radiation dan

outgoing radiation.

Differential Heating : perbedaan

(12)

Distribusi Temperatur Meridional

Dalam rata-rata setahun, SST di daerah

(13)

Distribusi Temperatur Meridional

Gradien temperatur secara meridional di

permukaan (biru) dan di ketinggian 15 km (biru muda)

z = 0 km

z = 15 km

(14)

Radiative Forcings

Kurva variasi meridional fluks radiasi yang

(15)

Radiative Forcings

Netto radiasi Fnet = Fin – Fout dalam (GW/m)

SURPLUS

(16)

Radiative Forcing

Perbedaan antara F-in dan F-out tidak lain

adalah “Differential Heating Radiative”

Tampak bahwa perbedaan radiasi yang datang

dan radiasi yang keluar (F-netto) bernilai

positif di kawasan tropis dan bernilai negatif di luar tropis

Ketidak seimbangan radiatif yang digambarkan

(17)

Radiative Forcing

Total transport panas (dalam Watt) yang

dibutuhkan untuk mengkompensasi radiasi oleh sirkulasi atmosferik dan oseanik

(18)

Radiative Forcing

Dari gambar tampak bahwa akibat

sirkulasi atmosferik maupun oseanik,

energi banyak dialirkan masuk ke lintang

menengah dari pada yang keluar, sehingga

terdapat netto pemanasan yang

(19)

Radiative Forcing

Secara umum...

Jika terdapat perbedaan “differential

heating” secara horizontal, maka

akan terjadi kompensasi panas oleh

gerakan fluida, dimana panas itu

akan mengalir dari daerah surplus ke

daerah defisit, sehingga di daerah

(20)
(21)

Karakteristik Termal

Karakteristik termal air : panas yang diserap

tidak langsung digunakan untuk meningkatkan suhu, tetapi didistribusikan melalui

mekanisme konveksi, materi ikut bergerak

Karakteristik termal daratan : panas yang

diserap digunakan untuk meningkatkan suhu, mekanisme distribusi panas melalui konduksi, materi tidak ikut bergerak

Pengaruh kemiringan permukaan (topografi):

(22)
(23)

Sirkulasi termal

Dari gambar tampak bahwa udara mengalami

sirkulasi

Pada kolom lapisan yang hangat, udara naik

(24)
(25)

Sistem Angin Lokal

Merupakan sistem angin yang terjadi dalam

skala meso-.

Sistem angin lokal yang terkenal, yang akan

dibahas

1. Angin Darat dan Angin Laut

(26)
(27)

Angin Laut dan Angin Darat

Sejumlah radiasi matahari yang diserap

lautan akan didistribusikan lebih luas baik horizontal maupun vertikal daripada daratan dengan jumlah radiasi sama, karena adanya pencampuran dalam kolom air.

(28)

Angin Laut dan Angin Darat

radiasi matahari maksimum:

perbedaan suhu paling besar antara daratan dan lautan, daratan lebih hangat dibanding lautan.

radiasi minimum :

(29)
(30)
(31)

Angin Lembah

Selama siang hari, sinar matahari

menghangatkan lembah, sehingga udara

di lembah akan menghangat

Udara yang hangat ini menjadi ringan

(32)
(33)

Angin Gunung

Sedangkan pada malam hari, lembah

lebih cepat mendingin, dari pada di

tempat yang lainnya, sehingga udara di

lembah lebih dingin. Akhirnya udara

(34)

Angin Chinok (Foehn)

(35)

Angin Chinok (Foehn)

Angin Foehn merupakan angin kering dan

hangat yang turun di sisi

leeward

dari

sebuah gunung atau bukit.

Angin ini terjadi ketika angin horizontal

yang kuat mengalir melalui gunung.

(36)
(37)

Mekanisme terbentuknya Angin Foehn

Misalkan angin baratan yang kuat mengalir

melalui barisan pegunungan dari utara ke selatan

Kondisi seperti ini akan menghasilkan palung

tekanan rendah di sisi timur dari gunung, yang kemudian palung tekanan rendah ini akan memaksa udara untuk turun ke bawah di sisi sebelah timur gunung seperti

(38)

Mekanisme terbentuknya angin Foehn

Ketika udara tersebut turun disisi sebelah

timur gunung, maka ia mengalami kompresi dan menghangat.

Sehingga sumber penghangatan udara pada

(39)

Mekanisme pembentukan Angin Foehn

Ketika terjadi awan dan presipitasi di sisi

windward gunung, maka hal tersebut dapat meningkatkan temperatur chinok, yaitu

bahwa panas laten yang dilepaskan dalam awan akan memberikan suplemen bagi

(40)

Mekanisme angin Foehn

Hal ini menyebabkan udara yang turun di

kaki gunung lebih hangat dari pada udara yang naik di sisi sebelah barat gunugn

Selain itupun, udara yang turun lebih kering,

(41)
(42)
(43)

Pokok Bahasan

Sirkulasi Umum Atmosfer

1. Model Sel Tunggal (Single–Cell Model) 2. Model Tiga Sel (Three-Cell Model)

Angin Pasat dan Jet Stream

Sirkulasi Walker dan El-Nino serta La Nina

ENSO

(44)
(45)

Sirkulasi Umum Atmosfer

Sirkulasi umum menyatakan gerakan aliran

udara secara rata-rata (umum) di dunia.

Sedangkan angin aktual bisa bervariasi pada satu tempat dan pada saat yang diberikan.

Penyebab utama yang mengendalikan

(46)

Sirkulasi umum

Di tropis mendapat kelimpahan energi

radiatif, sedangkan di kutub mengalami kerkurangan energi radiatif

Sehingga untuk menyeimbangkannya , maka

atmosfer mentrasportasikan udara yang hangat di tropis ke kutub, dan

(47)
(48)
(49)

Model Sel Tunggal

Asumsi

1. permukaan bumi serba sama 2. matahari selalu di ekuator

3. bumi tidak berotasi

Model sirkulasi yang sederhana ini disebut

sebagai sel Hadley.

Walaupun sederhana, model ini tidak ada

(50)
(51)

Model Tiga Sel

Ferrel cell

(52)

Model Tiga Sel

Karena bumi berotasi, maka sistem konveksi

sederhana akan pecah menjadi barisan sel-sel.

Meskipun lebih kompleks dari pada model sel

(53)

Model Tiga Sel

Dari ekuator ke lintang 30, dan dari lintang 60 ke

kutub, sirkulasi bersesuaian dengan model sel Hadley

Sepanjang sabuk ekuatorial, udara menghangat,

dan gradien tekanan horizontal lemah sehingga anginpun lemah (daerah yang demikian disebut DOLDRUMS)

Udara yang hangat di sabuk ekuator ini kemudian

naik, mengkondensasi membentuk awan-awan Cumulus yang besar (Cb).

panas laten yang dilepaskan akibat formasi

awan-awan Cb secara besar-besaran ini memberikan

(54)

Model Tiga Sel

Udara yang naik ini akan mencapai

tropopause yang berperan seperti barrier, sehingga udara bergerak secara lateral ke kutub.

Gaya Coriolis akan membelokkan gerak

udara tersebut, sehingga menjadi angin

(55)

Penjelasan

Udara yang bergerak ke kutub dari ekuator

ini mengalami pendinginan secara radiatif. Akibat pendinginan ini, udara akan menjadi lebih berat, sehingga ketika mendekati

lintang menengah, udara ini mulai konvergen.

Konvergensi ini akan menaikan massa udara

di permukaan, sehingga di tekanan

(56)

Penjelasan

Kemudian karena ada beda tekanan

permukaan, maka udara di permukaan

bergerak dari lintang menengah ke ekuator, dan mengalami penghangatan.

Gaya coriolis membelokan gerak udara

tersebut, sehingga udara bergerak dari timur laut di BBU dan tenggara di BBS (angin

(57)

Penjelasan

Di dekat ekuator, terdapat pertemuan dua

angin pasat, yaitu angin pasat timur laut dan angin pasat tenggara, yang membentuk pita daerah konvergensi. Pita daerah konvegensi ini di sebut sebagai Intertropical

(58)
(59)
(60)

Model Tiga Sel

Di lintang 30, tidak semua udara di

permukaan bergerak ke ekuator, tapi

sebagian bergerak ke kutub dan mengalami defleksi akibat gaya coriolis, menghasilkan aliran baratan di kedua belahan bumi pada lintang 60.

Di lintang 60, gerakan massa udara dari

(61)

Model Tiga Sel

Konvergensi dari 2 massa udara ini

membentuk pita tekanan rendah sub-polar (Subpolar low), dimana udara naik dan awan –awan badai terbentuk.

Ketika udara mencapai tropopause, maka

sebagian kembali ke lintang 30 dan sebagian lagi kembali ke kutub. Kemudian di masing-masing lintang tersebut udara turun ke

(62)
(63)

Pengaruh permukaan bumi terhadap

model tiga sel

Model tiga sel diatas masih mengasumsikan

bahwa permukaan bumi itu homogen.

Faktanya : permukaan bumi tidak homogen.

[permukaan bumi itu terdiri atas daratan dan lautan, maka permukaan bumi ini

(64)
(65)
(66)

Pada bulan Januari di BBU

Adanya kontras antara daratan dan lautanTerdapat 4 sistem tekanan semipermanen

1. Bermuda high (Azores high) 2. Pacific high

[keduanya merupakan zona antisiklon subtropis]

3. Icelandic low 4. Aleutian low

(67)

Pada Bulan Januari di BBU

Selain itu terdapat 1 sistem tekanan yang

tidak semipermanen yang terbentuk akibat pendinginan yang intensif di daratan

(68)

Pada bulan januari di BBS

Jumlah daratan sangat sedikit dibandingkan

dengan lautan-nya, akibatnya tidak ada

kontras antara daratan dan lautan. Sehingga subtropical high sesuai dengan yang

didefinisikan oleh model sirkulasi 3 sel.

Di subpolar: pola tekanan rendah terbentang

(69)
(70)

Pada bulan juli

Di BBU

Secara umum, terdapat pusat-pusat tekanan

rendah di benua, seperti menggantikan pola pusat-pusat tekanan tinggi pada saat januari.

Diatas samudera, pola tekanan tinggi

cenderung tetap seperti di bulan januari Di BBS

Terdapat barisan pola-pola tekanan tinggi di

(71)

Perbandingan pola januari

dan pola juli

Pola tekanan rendah di sub-polar terbentuk

sangat kuat pada saat januari di BBU

Pola tekanan tinggi sub-tropis dominan di

kedua belahan bumi

Posisi ITCZ bergeser mengikuti posisi

(72)
(73)

Sistem Angin Monsun

Merupakan sistem angin skala sinoptik yang

berubah arahnya secara musiman: arah angin berbeda pada saat winter dan summer

Mekanisme angin monsun mirip dengan

pembentukan angin darat – laut, hanya ketika udara bergerak, maka gaya coriolis akan

(74)
(75)
(76)
(77)

Winter Monsoon di Asia

Selama winter, maka udara diatas benua

Siberia lebih dingin dari pada udara di atas samudera Hindia dan laut cina selatan, dan membentuk tekanan tinggi dalam daerah yang cukup luas di atas benua Siberia

Akibatnya udara bergerak dari siberia ke

(78)

Winter Monsoon di Asia

karena massa udara terbentuknya adalah

massa udara yang dingin dan kering, maka winter monsoon ini memberikan musim

(79)

Summer Monsoon di Asia

Pada saat summer, maka terjadi sebaliknya,

sehingga udara bergerak dari samudera

hindia dan laut cina selatan ke benua siberia

Udara ini hangat dan kaya akan uap air

(80)

Referensi

Dokumen terkait

Pancasila secara keilmuan menjelaskan Nilai Pengembangan Kuliah Pakar Presentasi menit mahasiswa dalam. Pancasila secara Ilmu • Problem • Laporan

Hasil observasi guru yang dilakukan peneliti pada kelas VII diperoleh skor 36 dari skor maksimal 40 dengan persentase rata-rata adalah 90%. Hasil observasi siswa

Direktur Jenderal Industri Unggulan Berbasis Teknologi Tinggi Kementerian Perindustrian, Peraturan Direktur Jenderal Industri Unggulan Berbasis Teknologi Tinggi Nomor 25 Tahun

Dari hasil penelitian yang ada, secara umum dapat disimpulkan bahwa tidak ada hubungan yang signifikan antara nilai aktivitas olahraga dengan tingkat stres siswa kelas XI

[r]

Dengan adanya ROS yang mengakibatkan stres oksidatif dapat menurunkan kadar testosteron yang mempengaruhi kerja enzim LDH untuk merubah NADH menjadi NAD + sebagai

Perbedaan yang besar dalam jumlah dan penyebaran dari variasi genetik ini dapat terjadi sebagian karena banyaknya keragaman dan kerumitan dari habitat-habitat yang ada,

*ata-rata masyarakat yang menggunakan jasa 1ank Mandiri masih dari kalangan menengah atas2 kalangan menengah ba0ah masih banyak yang menggunakan jasa 1ank Mandiri& 3al